离心泵是应用非常广泛的通用机械，我国是使用离心泵最多的国家，同样废弃的泵也最多。泵在运行过程中，叶轮会出现冲刷磨损、裂纹破裂、气蚀等情况而报废，或某些工况下叶轮与蜗壳不匹配，而导致泵性能下降、噪声增大。本文研究在现有蜗壳的基础上设计新的高效低噪叶轮。考虑叶轮的外径、叶片出口安放角、叶片包角和叶片数4个因素，按照L9(34)正交试验方案设计9个叶轮，采用数值模拟技术分析离心泵内流场和外特性，并对满足设计扬程要求的泵进行稳定性分析，提出基于现有蜗壳的高效低噪叶轮设计方法。研究结果对离心泵的改造具有借鉴意义。　　本文的主要研究内容和结论如下:　　(1)对离心泵叶轮各参数进行了敏感性分析，得出了叶轮外径、叶轮出口角、叶片包角和叶片数量对泵性能有较大影响。采用四因素三水平正交试验方法设计了9个叶轮与现有蜗壳组装成9台泵。采用Pro/E对9台泵建立了几何模型，并进行了网格划分。　　(2)采用多重参考系(MRF)模型对各台泵内部流动进行了数值模拟，预测了其外特性，并进行了比较分析。结果表明:1、2、4、7、8和9号泵满足设计扬程，4号泵效率较高、轴功率较低;各个泵内部的速度和压力分布规律基本一致，叶轮流道内的速度和压力呈现非对称性;7号泵、8号泵和9号泵分别在叶轮出口处和进口处存在漩涡;4号泵和8号泵叶片表面湍动能分布相对其他4台泵较集中，但是4号泵的耗散能明显小于其他离心泵。　　(3)采用滑移网格(SM)模型对满足设计扬程要求的离心泵进行了非定常数值模拟，监测叶轮出口24个点及离心泵进出口的压力波动，绘制了压力脉动分布图。同时将蜗舌和泵出口压力进行快速傅里叶变换(FFT)，得出了各泵蜗舌和泵出口的压力脉动频域图。结果表明:4号离心泵进出口和叶轮出口处的压力均方根值在各个泵中都是最小的，4号泵叶轮内流体传递给蜗壳的能量最小，使得蜗壳产生的振动最小。　　(4)分析了传统叶轮设计方法和现代叶轮设计方法各自的优缺点。讨论了基于现有蜗壳的离心泵叶轮设计系统，应用模型库找出与现有蜗壳匹配的模型叶轮，根据修改要求对叶轮模型进行了修改，应用虚拟设计技术，构建了基于现有蜗壳的离心泵叶轮设计系统，建立了基于现有蜗壳的离心泵叶轮设计方法。